komponen-komponen suatu cuplikan (berupa -...

Berdasarkan wujud fasa diam,• Kromatografi gas-padat (gas-solid chromatography)• Kromatografi gas-cair (gas-liquid chromatography)

PENGANTAR

Komponen-komponen suatu cuplikan (berupa

uap) di fraksionasi sebagai hasil distribusi

komponen-komponen tersebut. Distribusi terjadi

antara fasa gerak (berupa gas) dan fasa diam

(berupa padat atau cair) dalam kolom.

Pada kromatografi gas-padat,partisi komponen cuplikan didasarkan atasfenomena adsorpsi pada permukaan zat padat(fasa diam)

Pada kromatografi gas-cair,partisi komponen cuplikan didasarkan ataskelarutan uap komponen bersangkutan pada zatcair (fasa diam).Jadi bergantung pada kesetimbangan gas-cairyang terjadi di dalam kolom.

PENGANTAR

PRINSIP KERJA

Gas pembawa dalam tabung yang bertekanan tinggi dialirkan melalui kolom yang berisi fasa diam.

Sampel diinjeksikan ke dalam aliran gas.

Cuplikan yang dibawa oleh gas pembawa mengalami proses pemisahan dalam kolom.

PRINSIP KERJA

Komponen-komponen campuran yang telah terpisahkan satu persatu meninggalkan kolom.

Suatu detektor diletakkan di ujung kolom untuk mendeteksi jenis maupun jumlah tiap komponen campuran.

Hasil pendeteksian berupa kromatogram

Kolom

Injektor Detektor

Detektor

Amplifier

Terminal pengolah data

Oven

Pengaturlaju dantekanan

Gas inlet

KOMPONEN UTAMA

PERALATAN GC

GAS PEMBAWA

Harus bersifat inert, kering, dan bebas dari oksigen

Pemilihan bergantung pada jenis fasa diam dan jenis detektor

Tekanan berkisar antara 10 – 50 psi

Laju alir berkisar antara 25 -50 mL/mnt

Adanya uap air, oksigen, hidrokarbon dapat

mengganggu pemisahan

Adanya pengotor pada gas pembawa dapat merusak

gerbang injeksi dan kolom. Kinerja dari detektor juga

turun.

JENIS GAS PEMBAWA

Gas

pembawa

TCD FID ECD FPD

Helium + + - -

Hydrogen + - - -

Nitrogen + + + +

argon - - + -

filter

sili

nd

er g

asregulator

Perlu pemurnian lanjutmenggunakan penyerap(filter)

uap air gunakan penyaring molekul

hidrokarbon gunakan serbuk arang/karbon

oksigen gunakan oksigen trap

GAS PEMBAWA

Oven yang baik :

Cukup luas untuk pemasangan kolom

Suhu dapat dikontrol dengan mudah dan akurat

Respon suhu cepat dan akurat

Dapat terjadi pendinginan yang cepat pada akhir

analisis

OVEN

GERBANG INJEKSIsyringe

gas pembawa

blok pemanas

glass wool

liner

kolom

TEKNIK INJEKSI

MENGGUNAKAN SYRINGE

Cara yang baik harus mampu :

menghasilkan luas puncak kromartografiyang boleh ulang

memberikan diskriminasi massa yang rendah

tak terkontaminasi dengan penyuntikansebelumnya

memberikan bentuk puncak yang baik

Agar diperoleh hasil yang baik, injeksi harus dilakukan dengan cepat

Injeksi dilakukan dengan lambat

Injeksi dilakukan dengan cepat

TEKNIK INJEKSI

MENGGUNAKAN SYRINGE

Untuk menghindari terjadinya kontaminasi cuplikan, syringe harus

dibersihkan dengan baik sebelum digunakan.

Bilas berulang kali menggunakan pelarut yang sesuai seperti

aseton atau diklorometana.

Pembilasan ini terutama harus diperhatikan jika konsentrasi cuplikan

yang satu dengan yang lainnya mempunyai perbedaan yang sangat

besar.

Penggunaan ultrasonic-bath juga sangat dianjurkan untuk pencuian

syringe.

Biasakanlah membilas syringe segera setelah menggunakannya agar

tak terjadi kontaminasi akibat sisa yang mengering dalam syringe

CARA MEMBERSIHKAN SYRINGE

CARA MENGISI SYRINGE

sample

sample+udara

udara+sample+udara

pelarut+udara+sample+udara

KOREKSI VOLUME INJEKSI

isi syringe dengan sample

baca volume sample

suntikkan dengan cepat, cabut syringe

tarik kembali piston syringe, baca volume tertinggal

perkurangkan pembacaan awal dengan akhir

KATUP INJEKSI CUPLIKAN GAS

Cuplikan gas selain dapat diinjeksikan menggunakan syringe khusus untuk gas, juga dapat diinjeksikan dengan menggunakan katup injeksiKatup injeksi mampu memberikan presisi yang lebih baik.

cuplikan

gas

pem

baw

a

kolom

LOAD INJECT

KATUP INJEKSI CUPLIKAN GAS

Volume yang diinjeksikan akan bergantung padavolume “sample loop” yang digunakan

KOLOM

• Jantung dari pemisahan dengan kromatografi• Berbagai macam bahan telah digunakan sebagai fasa diam• Dapat diklasifikasi berdasarkan diameter dan jenis fasa diamnya

Kolom konvensional :1/8 – ¼” OD, stainless steel atau gelas dengan panjang 6 – 20 feet

Kolom preparatif :> ¼” OD, dengan panjang > 10 feet

Kolom kapiler :0.1 – 0.5 mm ID, dengan panjang 10 – 100 m

PACKED WITH POROUS LAYER

NON-POROUSPACKING

LIQUIDPACKED

PACKEDCAPILLARY

COATED WITH POROUS LAYER

BOUND PHASE

LIQUID COATEDWALL

OPEN TUBULAR(CAPILLARY)

POROUS

PACKED

COLUMNS

KOLOM

Penampang lintang kolom

PorousLayerOpenTube

WallCoatedOpenTube

packed Open tube (capillary)

bead column

porous layer

conventional

KOLOM

ZZat padat (fasa diam) yang ideal adalah yang;

(a). bulat, merata, kecil (20-40m) dengan kekuatan mekanis yang

baik,

(b). inert pada suhu tinggi,

(c). mudah dibasahi oleh fasa cair dan membentuk lapisan

merata.

F

KOLOM

Fasa diam yang ideal adalah fasa diam

(cairan) yang

tidak mudah menguap (td. > 200oC) atau

lebih tinggi dari suhu operasi kolom,

mempunyai kestabilan termik yang tinggi,

inert secara kimia.

KOLOM

contoh berbagai kolom

¼” packed

1/8” packed

SS capillary

fused silica capillary

Pertimbangan pertama dalam memilih kolom adalahmemilih produsen/merek yang benar denganmempertimbangkan : konsistensi dari kualitas yangtinggi dalam memproduksi kolom.

Pertimbangan kedua, memilih kolom yang ideal untuksuatu analisis yang spesifik yaitu meliputi,- pemilihan fasa diam yang benar- diameter dalam dari kolom- tebal lapisan film fasa diam- panjang kolom

PEMILIHAN KOLOM

KEPOLARAN FASA DIAM

Kepolaran menunjukkan bagaimana komponen-komponen contoh

beriteraksi dengan fasa diam.

• Fasa non-polar memisahkan komponen-komponen terutama ber-

dasarkan titik didih.

• Fasa sedikit polar (intermediately polar phase) meretensi komponen

komponen berdasarkan titik didih dan interaksi dipol terinduksi atau

melalui ikatan hidrogen.

• Fasa polar dan sangat polar meretensi lebih kuat senyawa polar di-

banding senyawa non-polar akibat interaksi dipol-dipol antara gugus

fungsi dari komponen dengan fasa diam

SQUALANE

APIEZONSE-30

OV-1

OV-101SE-52DEXIL-380OV-17

OV-25

OV-210

OV-225

CARBOWAX-20M

CARBOWAX-1500

DGES

0

1

2

3

KE

PO

LA

RA

N R

EL

AT

IF

KEPOLARAN RELATIF FASA DIAM

KESTABILAN TERMAL FASA DIAM

Jika polaritas kolom meningkat maka kestabilan thermal menurun. Kestabilan thermal yang baik dapat diperoleh dengan menggunakan fasa yang berikatan silang terimmobilisasi. Namun ikatan silang selain merubah sifat fisik juga dapat merubah sifat kimia dari fasa diam

KAPASITAS KOLOM

Jika diameter dalam dari kolom membesar maka kapasitas suatu kolom juga akan membesar, namun daya pisah akan menurun. Untuk pemisahan campuran yang sangat rumit, diameter yang sempit akan memberikan hasil yang baik. Jika konsentrasi komponen dalam contoh sangat bervariasi maka kolom dengan diameter besar harus digunakan untuk memperbesar kapasitas kolom

KETEBALAN LAPISAN FASA DIAM

Lapisan tipis retensi kecil

untuk senyawa bertitik didih tinggi

Lapisan tebal retensi besar

untuk senyawa bertitik didih rendah

PANJANG KOLOM

Elusi isothermal N dan waktu analisis proporsional

dengan L

Panjang kolom membesar Resolusi membaik

Resolusi N,

jika L diperpanjang 2 x lipat Rs naik 40%

tetapi waktu analisis naik dua kali lipat.!

TEMPERATUR KOLOM

Isothermal Temperatur kolom dibuat tetap selama analisis

Dengan teknik ini tak mungkin memisahkan campuran komponen dengantitik didih/sifat fisiko kimia yang sangat bervariasi

Pada suhu rendah, komponen-komponen bertitik didih rendah mungkindapat terpisah dengan baik, tetapi yang bertitik didih tinggi akan teretensidengan kuat pada kolom.

Pada suhu tinggi, komponen-komponen dengan titik didih tinggi mungkinterpisah dengan baik dengan waktu retensi yang tidak terlalu besar, tetapiKomponen-komponen bertitik didih rendah tidak akan terpisah dan terelusipada awal pemisahan (didekat waktu mati dari kolom)

“DIPERLUKAN TEMPERATUR TERPROGRAM DALAM HAL INI”

Suhu Terprogram Temperatur berubah selama analisis

TEMPERATUR KOLOM

Isotermal.Komponen tak terpisah dengan baik.Beberapa komponen terelusi pada saat yangsama.Puncak yang terakhir menunjukkan adanyapelebaran puncak

Temperatur terprogramKomponen terpisah dengan sempurna.Tidak ditemui adanya pelebaran puncak kromatogram.

JIKA TIDAK UNTUK KEPERLUAN KHUSUS ATAUBUKAN UNTUK PENGEMBANGAN SUATU METODA BARU

PEMILIHAN KOLOM DAPAT DILAKUKAN MELALUIBERBAGAI INFORMASI YANG TELAH TERSEDIA,

• KATALOG PRODUK GC• BASIS DATA ELEKTRONIK• APPLICATION NOTE• JOURNAL ILMIAH

CONTOH PENGGUNAAN BASIS DATA ELEKTRONIK

DETEKTOR

Kepekaan, dR/dQ

Q

R

dQ

dR

a

b

Batas deteksi

Daerah Linier

KEPEKAAN DAN DAERAH LINIER DETEKTOR

DETEKTOR DAYA HANTAR TERMAL (TCD)

G

A

R2R1

R3 R4

R5

R6

RANGKAIAN DETEKTOR DAYA HANTAR TERMAL

dari kolom gas pembawa

murni

R1 R2


Rangkaian tahanan peka temperatur (R1 dan R2) pada TCD


Gas Daya Hantar Kalor

Hidrogen (H2) 44,5

Helium (He) 36,0

Neon (Ne) 11,6

Metana (CH4) 8,18

Oksigen (O2) 6,35

Nitrogen (N2) 6,24

Karbon Dioksida (CO2) 3,96

Metanol (CH3OH) 3,68

DAYA HANTAR KALOR BEBERAPA JENIS GAS

DETEKTOR IONISASI NYALA (FID)

pemantik nyala

udara

hidrogen

kolektor

kolom

amplifier

recorder

Dibandingkan dengan TCD, detektor ini mempunyai beberapakeunggulan seperti :

• kepekaannya yang lebih besar,• waktu tanggap yang lebih singkat,• cukup stabil dan tak peka terhadap suhu (hingga 400oC),• memberikan respon yang linier pada rentang konsentrasi yang

cukup lebar (106) dan,• memberi respon terhadap hampir semua senyawa organik.

tak memberi respon pada senyawa-senyawa anorganik seperti air, nitrogen, oksigen, CO, CO2, gas-gas mulia dan sebagian senyawa organik seperti asam format, karbon disulfida dan formaldehida.


merupakan detektor yang peka terhadap aliran massa


asam

fo

rmat

asam

ase

tat

asam

pro

pio

nat

asam

bu

tan

oat

asam

pen

tan

oat

met

ana et

ana

pro

pan

a

bu

tan

a

Detektor TCD dan FID pada suatu kromatograf

Respon TCD dan FID untuk cuplikan yang sama

DETEKTOR PENANGKAP ELEKTRON (ECD)

anode purge

pembuangan

anoda (+)

sumber elektron

(63 Ni)

gas makeup

kolom

N2 N2+ + e-

DETEKTOR NITROGEN FOSFOR (NPD)

kolektor(anoda, -ve)

katoda, +ve

rubidium

udarahidrogen

kolom

DETEKTOR FOTOMETRI NYALA (FPD)

udara

hidrogen

kolom

tabungpengganda

foton

filter

zonaemisi

komponen-komponen suatu cuplikan (berupa -...

Documents